המדענים השותפים בפרויקט XENON1T הצליחו למדוד, לראשונה ובאופן ישיר, את זמן מחצית החיים הארוך ביותר שנרשם אי-פעם בגלאי חלקיקים
ליבו של הגלאי בניסוי XENON1T. טבעות הנחושת מעצבות את השדה החשמלי המשמש להסעת האלקטרונים
היקום הוא כבן 14 מיליארד שנה. משך זמן ארוך מאוד במונחים שלנו, אך הרף עין בהשוואה לתהליכים פיסיקליים מסוימים. למשל, קיימים גרעינים של אטומים רדיואקטיביים שמשך הדעיכה שלהם ארוך בהרבה. צוות מדענים בין-לאומי הצליח באחרונה למדוד באופן ישיר את זמן מחצית החיים הארוך ביותר שנרשם אי פעם בגלאי חלקיקים. באמצעות הגלאי XENON1T, אשר נועד בעיקר לזיהוי חומר אפל, הצליחו המדענים לראשונה לצפות בדעיכה של אטומי קסנון 124. מחצית החיים של חומר רדיואקטיבי היא משך הזמן שלאחריו מחצית מהאטומים הרדיואקטיביים שהיו בדגימה, פלטו את הקרינה שלהם – ודעכו. מחצית החיים שנמדדה לקסנון 124 ארוכה פי כטריליון מגיל היקום. עובדה זו הופכת את הדעיכה הרדיואקטיבית שנצפתה, של קסנון 124, לתהליך הנדיר ביותר שהתרחשותו נצפתה אי פעם בגלאי כלשהו. התוצאה החדשה מספקת מידע למחקר נוסף על אודות חלקיקי ניטרינו, הקלים ביותר מבין החלקיקים היסודיים שאופיים טרם הובן במלואו. XENON1T הוא פרויקט ניסיוני משותף לכ-160 מדענים ממדינות רבות. תוצאות המדידה פורסמו בכתב-העת המדעי Nature.
מחפשים חומר אפל
אחת המעבדות שבהן עוסקים כיום מדענים בחיפוש אחר חלקיקי חומר אפל, ממוקמת כ-1,500 מטר מתחת להרי גראן סאסו שבאיטליה, מוגנת היטב מקרינה רדיואקטיבית שעלולה לייצר אותות שווא. חישובים תיאורטיים מנבאים שחומר אפל, לעתים נדירות ביותר, “מתנגש” עם אטומי הגלאי. זוהי הנחת היסוד לעיקרון העבודה של גלאי XENON1T: חלקו המרכזי מורכב ממכל גלילי באורך כמטר הממולא ב-3,200 ק”ג של קסנון נוזלי בטמפרטורה של מינוס 95 מעלות צלזיוס. ההנחה היא שאם חלקיק של חומר אפל יתנגש באטום של קסנון, הוא יעביר אנרגיה לגרעין האטום, שכתוצאה מכך “יעורר” אטומי קסנון נוספים. אם וכאשר זה יקרה, ייפלטו מאיזור המגע אותות חלשים של אור אולטרה-סגול, שייקלטו בגלאי.
את הקבוצה ממכון ויצמן למדע, המשתתפת בניסוי, מוביל ד”ר רני בודניק, ואיתו מדעני הסגל ד”ר הגר לנדסמן וד”ר לורן לוינסון, תלמיד המחקר גרא קולטמן והחוקר הבתר-דוקטוריאלי האנג קיו יחד עם תלמידי המחקר (בעבר) ד”ר רן אתי וד”ר נדב פריאל והחוקר הבתר-דוקטוריאלי אלסנדרו מנפרדיני.
המחקר החדש מראה כי גלאי XENON1T מסוגל גם למדוד תופעות פיסיקליות נדירות אחרות, כמו “לכידת אלקטרונים כפולה”. גרעין של אטום מורכב בדרך כלל מפרוטונים בעלי מטען חשמלי חיובי, וניטרונים ניטרליים. את הגרעין מקיפות מעין “קליפות” שבהן נעים אלקטרונים בעלי מטען חשמלי שלילי. בקסנון 124, למשל, יש 54 פרוטונים ו-70 ניטרונים. בתהליך הקרוי “לכידת אלקטרונים כפולה”, שני פרוטונים בגרעין “לוכדים” באותה עת שני אלקטרונים מהקליפה האטומית הפנימית ביותר. כתוצאה מכך הם הופכים לשני נויטרונים, ופולטים שני חלקיקי ניטרינו. יתר האלקטרונים באטום מתארגנים מחדש כדי למלא את שני ה”חורים” או ה”חוסרים” שנוצרו בקליפה הפנימית ביותר. האנרגיה המשתחררת בתהליך זה נישאת באמצעות קרני X (“רנטגן”) ואלקטרוני אוז’ה (Auger). עם זאת, קשה מאוד לזהות את האותות האלה, מכיוון שלכידת אלקטרונים כפולה היא תהליך נדיר מאוד הממוסך על-ידי אותות רדיואקטיביים “רגילים”.
המדידה
במדידה המתוארת, קרינת ה-X מלכידת האלקטרונים הכפולה בקסנון הנוזלי הפיקה אור ראשוני וכן אלקטרונים חופשיים. האלקטרונים הוסעו לחלקו העליון, הממולא גז, של הגלאי, שבו הם יצרו אות אור נוסף. הפרש הזמנים בין שני האותות תואם לזמן שנדרש לאלקטרונים להגיע לחלקו העליון של הגלאי. המדענים השתמשו במרווח זמן זה ובמידע שמקורו בחיישנים שמודדים את האותות, וכך הצליחו לשחזר את מיקום לכידת האלקטרונים הכפולה. האנרגיה המשתחררת בדעיכה נגזרה מעוצמת שני האותות. כל האותות של הגלאי תועדו לאורך יותר משנה. הודות להבנה מפורטת של כל המקורות הרלוונטיים של אותות הרקע, התברר כי כ-126 אירועים שנצפו בנתונים אכן נגרמו על-ידי לכידת אלקטרונים כפולה של קסנון 124.
המדידה הנוכחית תאפשר להבין טוב יותר את מבנה הגרעין, והבנה זו עשויה לסייע בחיפוש ‘פיסיקה חדשה’. המדידה מדגימה את היכולות המרשימות של הגלאים האלה, ואת העובדה שבחיפוש אחר החומר האפל אנחנו עשויים לפתור תעלומות אחרות”
ד”ר רני בודניק אומר: “אמנם הפיסיקה ששולטת בהתפרקות הנדירה הזאת היא חלק מן המודל הסטנדרטי, אבל איננו יכולים לחשב את ההסתברות להתחוללות התהליך הזה, בשל מורכבות הפיסיקה של הגרעין. המדידה הנוכחית תאפשר להבין טוב יותר את מבנה הגרעין, והבנה זו עשויה לסייע בחיפוש ‘פיסיקה חדשה’, שאולי תגלה את המנגנון שמעניק מאסה קטנה לחלקיקי הניטרינו החמקמקים. המדידה מדגימה את היכולות המרשימות של הגלאים האלה, ואת העובדה שבחיפוש אחר החומר האפל אנחנו עשויים לפתור תעלומות אחרות”.
ניסוי XENON1T אסף נתונים משנת 2016 ועד סוף פעילותו בדצמבר 2018. כעת מכינים המדענים את השלב הבא – XENONnT, אשר יכלול גלאי בעל מאסה פעילה גדולה פי שלושה, עם הפחתה משמעותית ברעש הרקע, דבר שיגביר במידה רבה את רגישות הגלאי.
48 תגובות
רפאל
בכל נקודה ביקום אם ברשותך ציוד מדידה מדוייק מספיק, תוכל לדעת מהו גיל היקום המדוייק עיי שימוש בנוסחאת פרידמן המופיעה בלינק:
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Astro/expand.html#c3
הנוסחה קושרת בין טמפרטורת קרינת הרקע ומס השניות שחלפו מאז המפץ הגדול.
לכן תוכל לדוגמה לסנכרן התקפה סימולטנית על פלנטה מרוחקת באמצעות ספינות חלל שנעו במסלולים שונים ותאוצות שונות ולכן שעוניהן יצאו מסינכרון. גם התאום המטייל מהפרדוקס לא יוכל לטעון יותר שזמנו קביל כמו זמן התאום שנשאר הנח יחסית לקרינה.
אם יש לדוגמה 100 תאומים וכולם נעים במהירויות שונות אך נפגשים בשבת אצל אימא לחמין, שעונו של כל תאום יראה זמן שונה משל אחיו, אך שעונה של אימא יראה את הזמן המאוחר ביותר ואף פעם לא מוקדם יותר מאף שעון אחר. זו גם התשובה לטוענים שזמן קרינת הרקע אינו יחודי – הוא כן מכיוון ששעון תקין המראה זמן גבוה משלו התחיל לטקטק עוד לפני המפץ הגדול שברא את אותו שעון..
ישראל
האם אתה מוכן להסביר במילים פשוטות מה זה זמן מוחלט למי שלא עבר על מאמר היחסות המקורי של איינשטיין?
תודה,
רפאל
הגדרה טבעית לזמן יכולה להיות צפיפות היקום, מס׳ פוטונים ליחידת נפח לדוגמה.
זה מתיישב יפה עם ההנחה שהמפץ הגדול ברא גם את הזמן שלא היה קיים לפניו (הוקינג) ומסביר את אי הפיכות האנטרופיה: גלגל מסתובב בחלל ריק חוזר לכאורה לאותו המצב אחרי כל סיבוב ונראה שלא נשתנה כלום בין שני סיבובים עוקבים. בפועל הוא חזר ליקום צפוף פחות, ואין אפשרות להחזיר את הגלגל אחורה, תרתי משמע. האנטרופיה תמיד גדלה.
מכייוון שמספר החלקיקים ליחידת נפח – פוטונים לדוגמה – חייב להיות מספר שלם, למרות שמספרם הכולל יכול להיות אינסופי, קיבלנו יקום שהוא קוואנטי בהכרח.
שעון או כל מנגנון אחר שמודד זמן, נע קדימה ולא אחורה כי הלחץ הולך ופוחת ולא הולך וגדל עם כל פעימה (סיבוב במקרה של שעון יד לדוגמה).
אם נעבור על מאמר היחסות המקורי של איינשטיין:
https://www.fourmilab.ch/etexts/einstein/specrel/www/
נראה שאפשר להחליף את הזמן היחסי של איינשטיין בזמן מוחלט על פי ההגדרה למעלה. הזמן המוחלט הזה הוא גם הזמן שנמדוד לקרינת הרקע, דהיינו הזמן שחלף מאז המפץ.
ולכן כשנגיע לחלק ממנו מסיקים את התארכות הזמנים והתקצרות האורך:
§ 2. On the Relativity of Lengths and Times
נראה שהיא נובעת מההנחה שלקרן אור – או לפוטון בודד – יש מיקום מוחלט ברגע מסויים, דבר שאיינשטיין האמין בו כל חייו אך עומד בסתירה לעיקרון אי הוודאות.
ישראל
אני מסכים איתך.
“אם אתה טוען שתורת היחסות אינה נכונה – אז, או שלפחות אחת ההנחות שגויה, או שאייינשטיין טעה בפיתוח המתטמי. אין לנו שום סיבה לחשוב שההנחות שגויות…”
אף הנחה אינה שגויה והפיתוח המתמטי נכון, ולמרות זאת זו לא התאוריה היחידה שניתן לפתח מתוך שני הפוסטולטים של היחסות.
בבסיס פוסטולט 2 יש בעיה – הוא מניח שפוטון נמצא במקום וזמן מוגדרים ושיש לו תנע מוגדר. הנחה סבירה ב1905, אך מתנגשת עם עיקרון אי הוודאות המאוחר יותר. מכאן נובעת דחייתו של איינשטיין את מכניקת הקוואנטים, וההתנגשות המתמדת שלו איתה ומייצגיה. הוא כזכור לא קיבל את עיקרון אי הוודאות.
אולם ניתן לפתח תאוריה שמקבלת את שני הפוסטולטים שהוכחו בניסוי, אך מסקנותיה שונות מאילו של היחסות אך מסתדרות מצויין עם קוואנטים.
ואין זאת אומרת שהיחסות שגויה – היא מקרה פרטי של תאוריה גדולה יותר שכוללת אי לוקליות, כמו שתאוריית ניוטון היא מקרה פרטי של היחסות.
ואנו – אנה אנו באים?
ישראל
אנחנו לא יודעים להסביר מה קורה בשזירה. איינשטיין חשב שזה סותר משהו ביחסות. זה כנראה לא נכון.
תורת היחסות לא פוסלת שזירה, כל עוד אין פגיעה בקוזליות. תורת היחסות הפרטית היא לא תיאוריה – היא תוצאה של 2 הנחות. ההנחות תואמות לתצפיות, וגם לחיזויים של תורת היחסות.
אם אתה טוען שתורת היחסות אינה נכונה – אז, או שלפחות אחת ההנחות שגויה, או שאייינשטיין טעה בפיתוח המתטמי. אין לנו שום סיבה לחשוב שההנחות שגויות…
אני איתך ניס, זורם..
אבל איינשטיין, הוא זה שהציג את הבעיה במאמר אפ״ר, אז אם היא לא קיימת כדבריך מדוע המאסטרו מסבך עניינים ללא צורך?
בוא נראה מה הבעיה:
יש לנו שני מטבעות שמוטלים בחדרים שונים. ללא התערבות חיצונית, הסיכוי שב1000 הטלות רצופות תהיה ביניהם קורלציה של 100% היא 1000^2.
אנחנו יכולים להשיג את אותה קורלציה בדרכים שונות:
1. בכל חדר יש אדם שצועק על מה נפל המטבע. מהירות התקשורת היא מהירות הקול.
2. בכל חדר יש מכשיר רדיו שמחובר לחיישן ומערכת מכנית שמסדרת את המטבע בקורלציה עם השני. מהירות התקשורת היא מהירות האור.
3. אותו כנ״ל אך עם יוני דואר במקום רדיו. מהירות התקשורת היא מהירות התור.
4. אותו כנ״ל אך עם חלקיקים שזורים. מהירות התקשורת אינסופית.
אנו רואים אפוא שתקשורת חייבת להתקיים כדי לקבל 100% קורלציה – אם לדוגמה הבטריות יגמרו במכשירי הרדיו אז הקורלציה תחזור מיידית לפיפטי פיפטי – ומכאן אנו מסיקים שמה שעושים החלקיקים השזורים זה לתקשר ביניהם, כמו הרדיו והיונים.
ובמהירות אינסופית.
ואיינשטיין – אנא הוא בא?
ישראל
הסיבה היחידה שאני מכיר לאיסור על מעבר מידע מעל למהירות האור היא בעיית הקוזליות. מה שקורה בשזירה אינו מעבר מידע אלא קורלציה בין מדידות. זה שיש קורלציה ידוע מראש.
זה שאי-אפשר להעביר מידע בעזרת שזירה, לא אומר שזה לא בדיוק מידע?
שים שאני יודע מה קרה בקופסה, בלי קשר למה שבאמת קרה בתוך הקופסה, נכון? אז לא עבר מידע מתוך הקופסה אלי.
מה הבעיה בעולמות מרובים? ברור שאנחנו לא רואים מה קורה בעולמות אחרים, למרות שאנחנו כן יודעים … 🙂
אני מעדיף את ההסבר הזה על כל הסבר שכולל בתוכו אקראיות.
אנא ערף תשאל אותו, הוא זה שכתב את מאמר אפר, לא סחבק.
אבל אם קראת את המאמר שצירפתי, הפיזיקאים בהיכל גורסים שאי הלוקליות מהווה איום קטלני על יחסות פרטית.
יכול להיות שסיינטיפיק אמריקן קצת נסחפו? או שאולי איינשטיין פשוט לא מבין את היחסות? אולי נשלח אותו לקרוא את איינשטיין?
אז אתה מאמין ביקומים מרובים.. קצת קיצוני בהתחשב בכך שרובינו מביטים סביבינו ורואים רק… אחד…
אבל שים לב שברגע שאתה מקבל תקשורת אינסטנט אתה לא צריך יותר יקומים מרובים, השפעה על העבר, השפעה על העכבר..
ולגמרי במקרה, אם המטבע נפל על עץ בתוך הקופסא הסגורה, והוא קשור באופן מכני לחלקיק שזור, אז אתה יכול לדעת על איזה צד הוא נפל גם מחוץ לקופסא, בלי צעקות, בלי רדיו, ובלי הגבלת מהירות.
לזה אני קורא תקשורת אינסטנט!
ישראל
אז למה “מידע לא ידוע” יפריע לאיינשטיין?
ישראל
למה מפריע לאיינשטיין מעבר של “מידע לא ידוע”?
מידע: ברצלונה – מדריד 4:1.
מידע ידוע: ברצלונה – מדריד 4:1, וכולם שמעו את זה בחדשו.
מידע לא ידוע: ברצלונה – מדריד 4:1, אבל אף אחד לא שמע על זה.
מידע: המטבע נפל על עץ.
מידע לא ידוע: הוא נפל על עץ בתוך קופסא סגורה.
אין סתירה לקוזיליות, אך אם כפי שנאמר פה בעבר בשיטה שתיארנו קודם אי אפשר להעביר מידע, אז על פי נון קום לא עבר מידע גם בינינו, וזאת בניגוד למה שהסכמנו:
“אתה העברת לי מידע, והמידע הזה עבר מקסימום במהירות האור”.
ישראל
אני לא מכיר מושג של “מידע לא ידוע”.
אם עבר “משהו” בין החלקיקים, וזה לא פוגע בקוזליות, אז אין סתירה. זו נקודה שמראה שמה שעובר הוא לא “מידע”, אלא משהו אחר.
המידע שהעברתי לך הוא המצב עליו נפל המטבע – עץ או פלי. אין שום אפשרות להעביר אינפורמציה – תוצאות משחק כדורגל לדוגמה – באמצעות השיטה הזו, כי אינך יודע מראש על איזה צד יפול המטבע. זוהי אינפורמציה לא ידועה.
ולמרות זאת שנינו מקבלים את מה שאתה אומר:
“אתה העברת לי מידע, והמידע הזה עבר מקסימום במהירות האור”.
אז האם אין כאן סתירה לנון – קום?
עכשיו נמדוד את החלקיקים שלנו ולפי תוצאות המדידה נסדר את המטבעות. גם כאן נקבל התאמה של 100%, וללא מגבלת מהירות האור. אז מה ההבדל חוץ מיכולת הבחירה שלך במקרה הראשון לא לצעוק? גם במקרה זה אין אפשרות להעביר מידע, אבל מידע בין החלקיקים עדיין עבר, לא?
דרך אגב
לקבוצה יש עוצמה, ולא לתורה….
ישראל
אתה העברת לי מידע, והמידע הזה עבר מקסימום במהירות האור. המצב בין החלקיקים שונה. אם מה שהיה “עובר” ביניהם היה מידע, אז אני ואתה היינו יכולים לתקשר במהירות על-אורית. העובדה שלא כך המצב מראה שמשהו שונה במקרה הזה.
המצב הפוך – אנחנו רואים את קרינת הרקע במרחק המתאים לגיל היקום, כי הקרינה הזו נוצרה במפץ הגדול. צופה במקום אחר יראה גם את קרינת הרקע במרחק הזה – אבל הוא לא יראה את אותו קרינת הרקע שאנחנו רואים.
כתבתי מקודם – אם זמן היה תלוי במהירות יחסית לקרינת הרקע, אז היינו צריכים לחוש בהשפעה עונתית לא זניחה.
אריאל
https://www.hayadan.org.il/quantic-threat-on-einstein-theory-060912
זו אינה הוכחה, זו דיעה.
שאלה אליך: אם איינשטיין אומר שאי לוקליות סותרת את היחסות ולכן אי לוקליות אינה אפשרית, ואז מתברר בניסוי שאי לוקליות קיימת – אז מה זה אומר על היחסות?
ואם תיאוריה, תאוריית ניוטון, עומדת בכל המבחנים במשך 300 שנים, האם זה אומר שתאוריית ניוטון נכונה?
ישראל,
אשמח אם תוכיח שתורה שעומדת איתן במשך 100 שנה היא שגויה. כל הפרדוקסים למיניהם ביחסות פרטית נובעים מחוסר הבנה או מניסוח מטעה.
יהודה,
אחזור שוב. העוצמה של מכניקת הקוונטים היא *לא* א0. לא יודע מאיפה הבאת את זה. מצב עצמי קוונטי יכול להשתנות באופן רציף בזמן אפילו אם הוא מקבל ערכים בדידים לכאורה. כל ספר מבוא בקוונטית יסביר לך איך זה קורה.
בנוסף אפשר לקבל את משוואת מקסוול, משוואות שמייצגות את השדה האלקטרומגנטי בכל נקודה במרחב, לפי הטענה שלך, תורת מקסוול לאל”מ היא בעלת עוצמה של א1.
תסביר לי בבקשה למה זה לא יתכן שתורה מאחדת בין קוונטית לבין יחסות לא תיהיה קיימת.
אז אתה אומר שאם אמרתי לך שהמטבע שלי נפל על עץ וסידרת את שלך בהתאם אז לא העברתי לך מידע, אפילו אם הצלחנו לסדר את המטבעות שלנו 1000 פעמים ברציפות..
אבל עשינו משהו, לא? אחרת איך הצלחנו לסדר את המטבעות 1000 פעם בלי טעות?
ומהו הדבר שעשינו אם לא העברת מידע בצעקות?
בוודאי שקרינת הרקע היא מיוחדת. אתה מכיר מערכת אחרת שגילה בדיוק כגיל היקום והזמן בה זורם באותו קצב כמו ביקום ואף ניתן למדידה?
ישראל
כתבתי לך כבר, שאם קרינת הרקע הייתה מערכת יחוס מיוחדת, אז היינו צריכים לראות השפעה עונתית על ניסויים. גם ניסוי מ”מ לא מושפע מהעונות.
ההשפעה הזו אמורה להיות לא קטנה, ובכל זאת לא נמדדת.
מוזר, לא?
גם בקשר למידע אני לא מסכים איתך. מידע מתאר את מידת ההתאמה בין מורכבות לעולם החיצון. במקרה של מדידה של חלקיקים שזורים, מדידה לא מעבירה מידע לפי ההגדרה הזו.
בכלל – אני מאמין בפירוש העולמות המרובים. אני חושב שזה הסבר כל כך פשוט שהוא חייב להיות נכון. זה גם פותר את בעיית האקראיות שהציקה לי, ואת כל השטויות של צופה שמשפיעה על מדידות.
“ברור שבמקרה הזה אפשר לדעת מה מצבך ביחס למערכת יחוס אחרת”.
אילו אינן רק ״מערכות יחוס אחרות״ אלא מערכות מוחלטות. בכל גוף שנמצא בשדה כבידה שעונו יטקטק בקצב איטי יותר מאשר בחוסר כבידה, ובקצב בר מדידה. ומערכת קרינת הרקע אינה עוד מערכת – היא המערכת שקצב הזמן שלה הוא השעון הקוסמולוגי, ונקודת ה0 שלה היא תחילת הזמן.
בכלל, איני מבין את ההגנה האוטומטית הזו על היחסות. הבן אדם – איינשטיין – אומר שאין מצב שגם קוואנטים וגם יחסות נכונות. הנושא נבדק בניסוי, וקוואנטים מנצחת. אז מה אנחנו יודעים שהוא לא ידע בזמנו?
מזכיר לי את הדיון הארוך שהיה לנו בזמנו על מטבעות. אני בחדר אחד, אתה נמצא בחדר השני, אני מטיל את המטבע שלי וצועק לך ״ניסים, המטבע נפל על עץ״ ואתה מסדר את שלך על עץ. אח״כ אתה צועק לי ״ישראל, שלי נפל על פלי״ ואני מסדר את שלי בהתאם.
ואז בא דיון ארוך אם בצעקות שלנו העברנו אינפורמציה או לא, ומהי בכלל אינפורמציה, כאילו שביולוג שמדבר על האינפורמציה שנמצאת בדין אן איי צריך ללמוד 10 שנים את תורת האינפורמציה..
ישראל
אם יש לנו מכשירי קשר אז יש מערכת יחוס חיצונית. ברור שבמקרה הזה אפשר לדעת מה מצבך ביחס למערכת יחוס אחרת.
גם קרינת הרקע היא מערכת יחוס, ואנחנו אפילו יודעים את מהירות כדור הארץ ביחס למערכת זו. לא על המקרה הזה מדברת תורת היחסות.
כדור הארץ נע ב-600 ק”מ לשנייה יחסית לקרינת הרקע, ומהירות זו משתנה במשך השנה. החללית COBE אכן מדדה את השינויים האלה. אבל – שעוני GPS לא מושפעים עונתית, כך שאפשר להניח שאין השפעה למהירות יחסית ל-CMB על הזמן.
במקרה הראשון, אתקשר איתך שנמצא בגובה 100,000 ק״מ מעל הארץ ונסנכרן את השעונים האטומיים שלנו.
אחרי שעה, או שנה אם צריך, אתקשר שנית ונראה אם נוצר פער בין השעונים וכמה.
מכאן gr, מחשב, ואוכל לאמר אם אני בשדה כבידה ומה עוצמת השדה בדיוק.
במקרה השני אמדוד את קרינת הרקע בכמה כיוונים ומה ההסחה לאדום או כחול בכל כיוון.
מחישוב הדופלר אוכל לדעת את מהירותי וכיווני יחסית לקרינה, ומכאן את מהירותי וכיווני יחסית לכל עצם שנתוני מהירותו וכיוונו יחסית לקרינת הרקע ידועים לי מראש (אבל לא את מרחקו ממני).
שים לב שניסוי זה מעמיד סימן שאלה (קטן אמנם) על התארכות הזמן במיואונים. אילו תמיד נעים נגד קרינת הרקע, ואף פעם לא נערך ניסוי הפוך, דהיינו שהמערכת מתחילה בתנועה נגד הקרינה והמיואונים נחים יחסית אליה.
ישראל
מה זאת אומרת מכשיר קשר? תניח בשני המיקרים שאתה בתא אטום – איך תדע עכשיו?
ליהודה סבדרמיש
קביעותך כי :
“יש מספר סופי של קוונטות ביקום. ודאי שפחות מ א-0 .
לעומת זאת תורת היחסות מתייחסת לעולם כעולם רציף. ועצמתו א-1,
לכן לא יכולה להיות פונקציה חד חד ערכית בין שני אלה. ”
דורשת הוכחה ואינה נכונה בהכרח.
מאד יתכן, ואפילו כמעט בטוח כי, תימצא בעתיד הוכחה תאורטית (ובעקבותיה אולי גם הוכחה תצפיתית) כי גם שדה הגרויטציה הוא קוונטי.
אין לפסול אפשרות זו על הסף, וזאת למרות שמשוואות הכבידה הידועות כיום (יחסות כללית), אינן מראות זאת.
דברי מסתמכים על ההיגיון הפשוט האומר כי גם הגופים הגדולים והכבדים ביותר, גלקסיות, כוכבי ניטרונים ואפילו חורים שחורים, מורכבים אחרי הכל ממספר סופי של חלקיקים קוונטים.
לפיכך, יתכן (ואפילו כמעט בטוח כי !!!) ניתן יהיה בעתיד להוכיח שתכונותיהם הפיזיקליות הכוללות של גופים כבדים, המתוארות כיום ע”י משוואות הכבידה הידועות כיום, הנן סופרפוזיציה (מצרף) של כל התכונות הקוונטיות של החלקיקים המרכיבים אותם (!!!).
אם אמנם כך יתגלה, הרי שהגילוי יביא הן לעדכון קוונטי של משוואות תורת היחסות הכללית והן לעדכון כבידתי של תורת הקונטים.
די משונה כל העניין הזה עם הtab, אבל התרגלנו לכל השינויים לרעה האילו באתר..
למה פשוט אם אפשר מסובך?
״זה נכון גם לגבי שדה כבידה – גוף שנע לאורך גאודסיק לא מודע לכך. מבחינתו – הזמן מתקדם כרגיל. זה נכון אפילו אם הגוף נופל לתוך חור שחור״.
מממ… תן לי שעון אטומי ומכשיר קשר ואומר לך מה עוצמת הכבידה או התאוצה בה אני נמצא באופן ברור ומדוייק.
״לפי תורת היחסות הפרטית, כל גוף שלא מואץ לא יודע מה מהירותו, ומבחינתו מהירותו 0. הזמן שהוא מודד נראה לו רגיל לגמרי״.
ואכן מתוך ויקי:
״עקרון היחסות:
חוקי הפיזיקה אינם משתנים כאשר עוברים ממערכת ייחוס אינרציאלית אחת למערכת ייחוס אינרציאלית אחרת. כך לדוגמה, אדם הנמצא בקרון רכבת אטום לא יכול באמצעות שום ניסוי או מדידה פיזיקלית לקבוע האם הקרון נע במהירות קבועה או ניצב במנוחה״.
אז כמו מקודם, תן לי ציוד מדוייק מספיק בתוך אותו קרון רכבת אטום, ואומר לך ברחל ביתך הקטנה מהי מהירותי יחסית לארץ, למאדים, לרחל הבת, לרבקה האם, לשרה הסבתא ולדינה הנכדה. כיף?
״לכן, להגיד שהזמן מואט בגלל חלקיקים שמתנגשים בו, לא תואם את תורת היחסות, או את התצפיות שיש לנו״.
תואם, תואם. אם תנוע מספיק מהר, גם במהירות קבועה, תתאייד.
יהודה
הקביעה שלך שמספר הקוונטות סופי אינו בהכרח נכון, וייתכן, ולדעתי יותר סביר שמספר החלקיקים אינסופי. מה שכן, במקרה הזה מספר החלקים הוא א-0.
לא צריכה להיות מיפוי בין הערכים שבאים מתורת היחסות, כמו מהירות ותנע, למספר החלקים, כך שאני לא רואה בזה בעיה. ומצד שני – יש הטוענים שגם זמן ומרחב הם ערכים קוונטיים.
אני אישית נוטה להאמין שפירוש העולמות המרובים הוא הפירוש הנכון של מה שאנחנו רואים. ובסוף – הכל מתמטיקה 🙂
ישראל
לפי תורת היחסות הפרטית, כל גוף שלא מואץ לא יודע מה מהירותו, ומבחינתו מהירותו 0. הזמן שהוא מודד נראה לו רגיל לגמרי. לכן, להגיד שהזמן מואט בגלל חלקיקים שמתנגשים בו, לא תואם את תורת היחסות, או את התצפיות שיש לנו.
זה נכון גם לגבי שדה כבידה – גוף שנע לאורך גאודסיק לא מודע לכך. מבחינתו – הזמן מתקדם כרגיל. זה נכון אפילו אם הגוף נופל לתוך חור שחור.
ישראל
מה בין התגובה שלך לשלי?
יהודה
שילוב בין יחסות לקוונטים קיים יותר מ-90 שנה.
אריאל
לשאלה לגבי עוצמת תורת הקוונטים:
לקחתי הגדרה מתוך מאמר על תורת הקוואנטים של מכון דוידסון –מכון וויצמן:
“מכניקת הקוונטים מתארת את עולם החלקיקים בקנה מידה זעיר (מבחינת גודל החלקיקים או האנרגיה שלהם). היא מלמדת אותנו שבמערכות מסוימות גדלים פיסיקליים כמו אנרגיה או תנע זוויתי אינם יכולים לקבל כל ערך אפשרי אלא רק כפולות שלמות של ערך בדיד. “קוונטה” היא יחידה, ומכאן נגזר שמה של התיאוריה.” סוף ציטוט.
אני מבין מציטוט זה שתורת הקוונטים מחלקת את היקום לאוסף של חלקים זעירים הנקראים קוונטות . יש מספר סופי של קוונטות ביקום. ודאי שפחות מ א0 .
לעומת זאת תורת הייחסות מתייחסת לעולם כעולם רציף. ועוצמתו א1 .
לכן לא יכולה להיות פונקציה חד חד ערכית בין שני אלה.
אבל במחשבה שנייה אודה שייתכן ולגבי מערכות מסויימות ביקום אולי כן נוכל למצוא התאמה ביו הייחסות לקוואנטים
אבל…. במחשבה שלישית. פונקצית הגל הקיימת בתורת הקוונטים נותנת איזה שהוא “מריחה” סטטיסתית של התוצאות ואולי זה יוכל לשנות את התמונה?.
מה דעתך אריאל?, ניסים?, ישראל?, אחרים??
חג עצמאות שמח!
יהודה
http://yekumpashut.freevar.com
ניסים
גם אתה תנוע לאט יותר בשדה כבידה חזק..
״זה סותר לגמרי את תורת היחסות הפרטית״ – זה לא.
אומרים לו שפושינג הניבה את E=mc^2 לפני איינשטיין, והבן אדם במקום להתפעל , מדבר על עונות השנה..
בינינו ניס יא ביצה של חוחית, איך היית מגיב אילו היית קורא לראשונה את מאמר היחסות המקורי ב1905? לא בביטול ובגוואלד? אילו היו רוב תגובות המיינסטרים בזמנו.
ישראל
“בגלל תנועתם כנגד החלקיקים מה שגורם להאטת השעון הפנימי שלהם.” – מה הסברת כאן? למה שתנועה נגד חלקיקים תשפיע על שעון פנימי?
בכלל – זה סותר לחלוטין את תורת היחסות הפרטית. לפי תורת היחסות – החלקיקים לא מודעים להאטת הזמן.
זה גם סותר תצפיות – אם זה היה נכון אז היינו צריכים להרגיש האטת זמן עונתית.
יגאל
הרפואה שילשה את תוחלת החיים. המדע מתאר את העולם הרלוונטי לרובינו בצורה מדוייקת להפליא. אנחנו יודעים מאיפה באנו ובצורה לא רעה מה ההסטוריה של היקום שלנו.
בעיני – אלה הישגים מרשימים ב-300 שנה
לא נמצא החומר האפל
לא נמצא מוצא החיים
לא נמצא חיסון אוניברסלי לשפעת
לא נמצא חיסון לסרטן
לא נימצא מעיין הנעורים
לא נמצא סימן לחיים חוצניים
עצוב ומאכזב המדע הזה.
לא נמצא החומר האפל
לא נמצא מוצא החיים
לא נמצא חיסון אוניברסלי לשפעת
לא נמצא חיסון לסרטן
לא נימצא מעיין הנעורים
לא נמצא סימן לחיים חוצניים
עצוב ומאכזב המדע הזה.
למשתתף האנונימי מ 7 במאי שעה 9:52
אני מסכים בהחלט עם דבריך וזאת בדיוק כוונתי בתגובתי האחרונה משמונה במאי שעה 1:23
יפה!
סבדרמיש יהודה
yekumpashut.freevar.com
איך פושינג מסבירה את התארכות הזמנים?
אז לא שאני מסנגר על פושינג, אבל הסבר אפשרי הוא שגופים בתאוצה נמצאים במצב של לחץ – עקה – בגלל תנועתם כנגד החלקיקים מה שגורם להאטת השעון הפנימי שלהם.
אם מגדירים רגע מסויים ככמות החלקיקים למ״ק, אנו רואים שעקב התפשטות היקום כל רגע בו מוגדר בכל נקודה שהיא, ושהאנטרופיה חייבת לגדול עם הזמן.
ואם כבר הזכרנו את פושינג בהקשר של יחסות, אסור לשכוח שE=mc^2 נחזתה שנים לפני איינשטיין באמצעות.. פושינג.
נא להגיב בברוטליות.
אריאל
קודם כל תודה על השיטה של הלחיצה עם ה TAB שהישתמשתי בה והצלחתי להגיב בידען.
ולגבי שאלותיך:
נא לא לשכוח שאנו עוסקים היום במאמר על מציאותו או אי מציאותו של החומר האפל בניסוי הקסנון לכן אין שום סיבה להתפשט על נושאים אחרים כגון פושינג גרביטי או תורת היחסות. או להבדיל התיאוריה שלי (היקום הפשוט)
כל מה שאני אומר שהקביעה של החומר האפל כפתרון לבעיית התנועה של הגלקסיות ואז, חיפוש להוכחות לפתרון זאת גישה לא נכונה. פרופסור יובל נאמן ז”ל במחקרו על מלחמת יום הכיפורים טען בספרו “סדר מן האקראי” שזו בדיוק הטעות שעשה המודיעין הישראלי לפני מילחמת יום הכיפורים כלומר, קודם קבעו שמדינות ערב לא תעזנה לפתוח במלחמה בלי כוח אווירי מספיק ואחר כך חיפשו הוכחות לתיאוריה הזו. כמובן שהמצרים והסורים מצאו דרך אחרת להתגבר על העליונות הישראלית באוויר.
מה שצריך לעשות הוא קודם כל להחליט מה היא הבעיה אותה מנסים לפתור, מה הן כל האפשרויות הנכונות והלא נכונות לפיתרון ואז לנפות את כל הפתרונות הלא מתאימות ולהיוותר עם אפשריות נכונות ומתאימות לפתרון. בגישה זו נקטתי, והיגעתי למסקנות מעניינות לגבי החומר האפל אבל יתכן…. אולי אני טועה. אז לא נורא וזה וויכוח פורה ומעניין עם מגיבים לא טיפשים והעיקר, זה רק מדע!
אי לכך אני אהיה מנומס ולא אתייחס (כמעט) לתורת הייחסות, ולפושינג גרביטי ו/או לתיאוריה שלי הבנוייה עליו.
הערת אריאל עוד הערה שאני רוצה להתייחס אליה ,והיא:- איך מוכיחים שתיאוריה נכונה בכל היקום?, ובכן, אי אפשר להוכיח נכונות תיאוריה בכל היקום כי אי אפשר לעשות מדידות בכל היקום לכן אם מישהו יגיד שהתיאוריה שלו מוכחת על כל היקום אז הוא … הגזים! (סתם שחצן).
נכון שגם ניוטון אמר זאת, אבל, היקום המוכר בתקופתו היה קטן ס”ה עד כוכב הלכת שבתאי מעבר לו היו כוכבי השבת שבכלל לא זזים ולכן התיאוריה שלו פעלה על כל היקום של אז= ארץ, שמש, כוכבי הלכת והירח.
בנוסף כמובן שאפשר לחלוק על דיברי מגיבים אבל אנא, נא לעשות זאת בהערכה למגיב ובנימוס. לא לחינם אני כותב: נא להגיב בעדינות. תודה
סבדרמיש יהודה
http://yekumpashut.freevar.com
שלום לניסים
מה שלומך?
אתה צודק ניסים באומרך שהעדות לחומר אפל נימצאת לא רק בגלקסיות הספיראליות ,אבל, אני מקווה שאתה מסכים איתי שבספיראליות ברורה הסיבה להוספה והכמות ניתנת לחישוב פשוט.
אין גם כל צורך להסביר את קיומן של גלקסיות ללא חומר אפל (למשל 94M ) שפירושו הוספת חומר אפל בכמות אפס,
אבל איך תסביר ניסים, את תנועתן של 891 N או של 51 M גלקסית המערבולת. בגלקסיות אלה ישנן אזורים הנעים פחות ממהירותם הניקבעת על פי המסה הנימדדת שלהן כלומר צריך לקזז להן מהמסה שלהן ולא להוסיף להם חומר אפל. שום הוספה של חומר אפל לא תעזור כאן. נהפוך הוא, החומר האפל רק יזיק לחישובים (מאמר 80 בבלוג שלי)
ולגבי הערתך על אפשרות של שינוי חוקי הגרביטציה ובכן שנוי חוקי הגרביטציה הן רק אחד מתוך עשרים אפשרויות לפתרון ואני מסכים איתך שהפתרון לא בתיקון החוקים. (מאמר 75 , 78, בבלוג שלי)
כל טוב ניסים
יהודה
http://yekumpashut.freevar.com
יהודה,
איך פושינג מסביר האטה/האצה של הזמן תחת שדה כבידה?
חוץ מהעובדה שכמעט כל התיאוריה שלך הופכת קבועים למשתנים על מנת שהיחידות יתאימו, אתה לא נותן הסבר לתופעות בסיסיות/ מסביר איך התאוריה שלך משמרת תנע/אנרגיה(שטף אינסופי של חלקיקים מכל כוון נשמע לא משמר בעליל). בנוסף אתה מביא ניסויים לכאורה איך לאשש את התיאוריה שלך, אבל הם עדיין נופלים על מה שאתה מתעקש: אתה לא יכול לבצע ניסוי במרחק של יותר מכמה שנות אור. גם אם נניח והתיאוריה שלך נכונה, איך תוכיח שהיא נכונה בכל היקום?
בבקשה תענה על השאלות במקום לטעון שתוקפים אותך בלי סיבה.
לאבי מנהל האתר:
יש לי קושי לכתוב תגובות. אני לא מצליח ללחוץ על השדות של השם והמייל. אני נאלץ ללחוץ מעל והשתמש בtab עד שאני מגיע לשדה. האם יש אפשרות לתקן את זה?
ליהודה צריך להסביר שהעדות לחומר האפל היא לא רק גלקסיות ספירליות. יהודה גם לא יכול להסביר איך יש גלקסיות ללא חומר אפל…
קוסמולוגים ניסו את הרעיון של שינויי חוקי הכבידה של איינשטיין, וגילו שהיקום היה נראה מאד שונה לולא החוקים היו לא נכונים.
וכמובן – ההסבר של יהודה סותר כמעט כל חוק פיסיקלי שאנחנו מכירים (שימור התנע, שימור המסה/אנרגיה, עקרון אי הוודאות, כל המודל הסטנדרטי… )
האפשרות לגילוי האופן בו מוקנית המסה של הניטרינו באמצעות המחקר הזה, היא ענין חשוב כשלעצמו. אם אכן האפשרות הזו תוגשם וימצא הגילוי המבוקש, הרי יהיה בכך שכר נאה למאמץ ולהשקעה.
הגילוי אודות זמן מחצית החיים של הקסנון הוא די משני, ונועד להוות גימיק להצדקת המחקר ומטרתו המוצהרת – גילוי חלקיק של חומר אפל. אפשר לומר שזענין זה שייך בעיקר לפוליטיקה של מוסדות וקרנות מחקר ושל מדעניהם.
המטרה המוצהרת של המחקר, כשלעצמה, נראית די מסופקת. קשה להבין את ההצדקה למחקר כזה כל עוד אין בבסיסו השערה המכילה מושגים מובנים ומודל כללי לפחות לגבי טיבו הכללי של מה שאמור להיות “חומר אפל”. כל מה שיש הוא “מבוקש” כלשהו – “חומר” שיש לו תכונה אחת ויחידה – כוח משיכה. במצב הזה, מדובר בסה”כ בספקולציה, ועם זה אי אפשר לצאת לניסוי רציני שיש בו כדי לפרוך או לאשר את המבוקש. במקרה שלא תהיה פליטת אור המצופה – לא יהיה בכך כדי לשלול את הספקולציה, שהרי ממה נפשך – במקרה שכן תהיה פליטת האור המצופה – אי אפשר יהיה לקשור אותה בקשר סיבתי דוקא להמצאות חומר אפל, ולא למשהו אחר. כשלא יודעים באמת את מה לחפש, אי אפשר לדעת מה באמת אתה מוצא.
מעבר לכך, אני תוהה היכן יהיה הגבול לכמויות הקסנון בניסויי ההמשך. האם במקרה שלא ימצא ממצא שניתן לתפוס אותו כמתקשר עקרונית למציאותו של חומר אפל גם בניסוי הבא – השלב הבא יהיה הכפלה נוספת של כמות החומר? ומה אחר כך – “עוד מאותו דבר”? האם ה”תאוריה” שעומדת כביכול בבסיס הניסויים האלה מסמנת גבול עליון של כמות הקסנון לצורך הערכת היתכנות הממצא המבוקש? סביר שלא, וזה עוד דבר המצביע על החולשה הבסיסית של הניסוי הזה: היעדר תשתית תאורטית מינימלית, והעובדה שמדובר בסתם “יריה באפלה”, שבדרך בלתי צפויה ומתוכננת עשויה להביא להתקדמות בעניינים אחרים, אם מתמזל המזל.
א בן נר אתה טועה ובגדול אפילו יש כאן מקום לתבוע אותך על הכפשה. זמן מחצית החיים של הכסנון 124 הוא פי טריליון מגיל היקום שהוא עשר בחזקח שניים עשר כפול עשר בעשירית, כלומר עשר בחזקת 22. התוצאה שאני מגיע אליה היא פי טריליון יותר אוהדת כלפי. אני חושב שמגיעה לי התנצלות.
אבל לא אהיה איתך נוקשה ואולי הכל נובע מההתרגשות שנובעת מהפסקת האש בדרום כך שקטונתי מלכעוס עליך.
יום טוב א בן נר
יהודה
מנסים ואולי גם בסוף יצליחו להוכיח
שימו לב קוראים נכבדים,
ניתן להוכיח בחישוב סטטיסט כי, דבריו של סבדרמיש יהודה, הטוען כי החומר האפל אינו קיים, נכונים בסיכוי כ- 99% (!!!).
הסבר:
1]. על כדה”א ישנם לכל היותר 10\/10 בני אדם.
2]. מתוכם 1, סבדרמיש יהודה, בטוח שחומר אפל אינו קיים.
3]. לפיכך הסיכוי שסבדרמיש יהודה צודק בטענתו הוא 10\/10 \ 1.
4]. לעומת זאת, כפי שלמדנו מהמאמר הנוכחי, הסיכוי להתפרקות בתא של קסנון היא בערך 12\/10 \ 1.
5]. מכאן שהסיכוי שדבריו של סבדרמיש ביחס לחומר האפל נכונים, גדול פי 100 מהסיכוי להתפרקות בתא של קסנון.
6]. מכיוון שהתפרקות בתא של קסנון נמדדה וחושבה, הרי שסברת סבדרמיש נכונה בסיכוי של 99%. מש”ל.
גם אני גיליתי תגלית לא פחות חשובה והיא שכעת אפשר להגיב לידען רק דרך הסלולארי.
ולעינינינו
במאמר מספרים לנו על המון תגליות מלבד אחת חשובה שהיא חסרונו העיקש של החומר האפל במדידות. נקודה.
אמרתי כבר- החומר האפל הומצא בצורה לא אחראית בתחילת המאה העשרים ומאז הוא הטעות המדעית הגדולה ביותר של המדע. מה שקרה הוא שהייתה אי התאמה בין נוסחאות הגרביטציה של ניוטון לבין מדידות התנועה הנובעות מגרביטציה זו , ואז במקום לזרוק את הנוסחה העדיף מי שהחליט, לזרוק דווקא את הנתונים ולשנות אותם בעזרת חומר הזוי מומצא, החומר האפל העקר לשמור על הנוסחה הקדושה של ניוטון. אני מבטיח לכם שהוספת עוד שש טונות של קסנון לא תעזורנה כי פשוט אין חומר אפל. הגרביטציה של ניוטון תמשיך לעבוד עד למרחקים של אלפיות שנות אור. מעבר לכך ההסבר למדידות ינבע מתופעה אחרת.
נא להגיב בעדינות
סבדרמיש יהודה
בקיצור , הכל יש לנו כאן חוץ מ… חומר אפל. אבל אל ייפול רוחכם עוד מעט יאספו עוד שש טונות של קסנון ויעשו ניסוי ומה יגלו?, הפתעה-…. נאדה! (NADA) למה?, כי אין חומר אפל ואף פעם לא היה חומר אפל ,והולדתו של החומר הזה נעשתה בחטא, והוא הטעות המדעית הגדולה ביותר של המאה העשרים. חומר שהומצא על ידי פריץ צביקי ואחרים כדי לאזן את נוסחאות התנועה בגלקסיות ובמקום להעיף את הנוסחאות משנים את הנתונים הנימדדים כדי שיתאימו לנוסחאות “הקדושות” של ניוטון.
נוסחאות הגרביטציה של ניוטון מתאימות לכל היותר למרחקים של כמה אלפיות שנות אור, מעבר לזה יש לחפש תופעה אחרת שתניע את הגלקסיות.
נא להגיב בעדינות,
סבדרמיש יהודה
yekumpashut.freevar.com